[發明專利]一種燒結錸板的制備方法

有效

• 申請號: 202210114911.1
• 申請日: 2022-01-31
• 公開（公告）號: CN114619037B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 曲選輝;熊寧;王廣達;魏子晨;章林;秦明禮;陳剛;張百成;李星宇;闕忠游;楊軍軍
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;安泰天龍鎢鉬科技有限公司;安泰科技股份有限公司
• 主分類號: B22F9/22
• 分類號: B22F9/22;B22F3/04;B22F3/10;C23G1/10;C01G47/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 岳野

本發明屬于稀有難熔金屬領域，具體涉及一種燒結錸板的制備方法，該方法以粗錸酸銨為原料，依次進行氨溶、氧化處理、沉淀除雜、過濾、陽離子交換、蒸發結晶、烘干后得到高純錸酸銨；將得到高純錸酸銨依次進行多次氫氣還原處理除雜，制得錸粉末；將得到的錸粉末裝入模具中經過冷等靜壓和多步氫氣燒結處理實現致密化，得到錸板；將得到的錸板進行表面酸洗純凈化，最終獲得高純度高致密度的燒結錸板。本發明采用多步真空熱壓燒結，先慢速升溫保溫，使坯料形成通孔互連的結構使殘余雜質充分排出，然后快速升溫并加壓實現致密化，制造工藝簡單，無需后續塑性加工處理，得到的燒結錸板能滿足致密度99.5%、純度99.9999%的應用需求。

技術領域

本發明屬于稀有難熔金屬領域，具體涉及一種燒結錸板的制備方法。

背景技術

金屬錸是一種非常稀有的難熔金屬材料，熔點為3180?℃，僅次于鎢，具有良好的塑性、極佳的抗蠕變性能以及優異的機械穩定性，通常用于超高溫和強熱震工作環境。錸廣泛應用于航空航天、加熱元件、高溫合金以及高溫耐腐蝕涂層等行業。錸及錸合金的制備通常采用粉末冶金方法，錸粉末及錸燒結制品的純度、晶粒度、形狀對最終成品有重大的影響。

隨著科學技術的發展，越來越多的用戶對錸制品純度提出了更嚴格的要求，因此錸酸銨產品的要求也越來越高。目前市售的錸酸銨純度一般在99％~99.99％，其雜質主要有堿金屬(K、Na)、堿土金屬(Ca)、難熔金屬(W、Mo)以及微量的Cu、Ni、Fe、Si等。目前國內對錸酸銨產品的純化除雜方法主要有兩種：一種是通過重結晶的方式，但該方法限制了錸的回收率，同時很難實現鎢、鉬等雜質離子的深度脫除。另一種是離子交換，將錸酸銨溶液中的雜質離子(Fe3+、Ni2+、Mg2+、Cu2+、Al3+、K+、Ca2+)，通過選擇合適的陽離子交換樹脂選擇性吸附，進而實現錸酸銨的純化。

目前通常采用真空熱壓的方法制備燒結錸板，工藝流程涉及原料粉末制備、混粉、熱壓等，由于原料粉純度受限以及在各個制備步驟中容易引入其他雜質元素。因此，如何提高燒結坯的純度是一大挑戰。

發明內容

為了解決現有技術中存在的技術問題，本發明的目的在于提供一種燒結錸板的制備方法，制備得到高純度、高致密度的燒結錸板，且工藝簡單、易于實現、適應性廣。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下，一種燒結錸板的制備方法，包括以下步驟：

S1)以粗錸酸銨為原料，依次進行氨溶、氧化處理、沉淀除雜、過濾、陽離子交換、蒸發結晶、烘干后得到高純錸酸銨；

S2)將S1）得到高純錸酸銨依次進行多次氫氣還原處理除雜，制得錸粉末，純度大于99.999％；

S3)將S2）得到的錸粉末裝入模具中經過冷等靜壓和多步氫氣燒結處理實現致密化，得到錸板；

S4)將S3）得到的錸板進行表面酸洗純凈化，最終獲得純度大于99.9999%的燒結錸板。

在一種具體的實施方式中，S1）中，所述純氨水的質量濃度為20％~30％，所述粗錸酸銨溶于氨水中的濃度為100～200g/L。

在一種具體的實施方式中，S1）中，所述過氧化氫及絮狀劑的加入量為過量系數的10~20倍，所述氧化反應的時間為20min~60min，所述沉淀反應的時間為20min~30min。

在一種具體的實施方式中，S1）中，所述絮狀劑為硫酸鐵、聚合硫酸鐵、氯化鋁或聚合氯化鋁中的任意一種。

在一種具體的實施方式中，S1）中，所述陽離子交換樹脂包括D001型樹脂、D113型樹脂、001×7型樹脂或C160型樹脂中的任意一種或至少兩種的組合，所述交換除雜的速度為2BVs/h～4BVs/h。

在一種具體的實施方式中，S1）中，所述結晶過程在結晶釜中進行，溫度為100~120℃，將結晶得到的物質于100~150℃干燥4~12h，得到提純后的高純錸酸銨。